Новое исследование объясняет, почему COVID-19 вызывает потерю обоняния

Новое исследование, опубликованное 2 февраля в журнале Cell, показало, что заражение пандемическим вирусом SARS-CoV-2 косвенно снижает действие обонятельных рецепторов (OR), белков на поверхности нервных клеток в носу, которые обнаруживают молекулы, связанные с запахами. 

Новое исследование, проведенное исследователями из Медицинской школы Гроссмана Нью-Йоркского университета и Колумбийского университета, может также пролить свет на влияние COVID-19 на другие типы клеток мозга и на другие затяжные неврологические эффекты COVID-19, такие как «мозговой туман». головные боли и депрессия.

Эксперименты показали, что присутствие вируса рядом с нервными клетками (нейронами) в обонятельной ткани вызывало вторжение иммунных клеток, микроглии и Т-клеток, которые чувствуют и противодействуют инфекции. Такие клетки выделяют белки, называемые цитокинами, которые изменяют генетическую активность клеток обонятельного нерва, хотя вирус не может их заразить, говорят авторы исследования. Там, где в других сценариях активность иммунных клеток быстро исчезала бы, в мозге, согласно теории группы, иммунная передача сигналов сохраняется таким образом, что снижает активность генов, необходимых для построения обонятельных рецепторов.

Изменения в архитектуре

По словам исследователей, одним из уникальных симптомов инфекции COVID-19 является потеря обоняния без заложенности носа, которая наблюдается при других инфекциях, таких как простуда. В большинстве случаев потеря обоняния длится всего несколько недель, но более чем у 12 процентов пациентов с COVID-19 обонятельная дисфункция сохраняется в виде продолжающегося снижения обонятельной способности (гипосмия) или изменений в восприятии человеком тот же запах (паросмия).

Чтобы получить представление о потере обоняния, вызванной COVID-19, современные авторы исследовали молекулярные последствия инфекции SARS-CoV-2 у золотистых хомяков и в обонятельных тканях, взятых из 23 вскрытий человека. Хомяки представляют собой хорошую модель, будучи млекопитающими, которые больше зависят от обоняния, чем люди, и более восприимчивы к инфекциям носовой полости.

Результаты исследования основаны на многолетнем открытии того, что процесс, который включает гены, включает в себя сложные трехмерные отношения, когда участки ДНК становятся более или менее доступными для клеточного механизма считывания генов на основе ключевых сигналов, и где некоторые цепи ДНК зацикливаются. вокруг, чтобы сформировать дальнодействующие взаимодействия, которые обеспечивают стабильное чтение генов. Некоторые гены работают в «компартментах» хроматина — белковых комплексах, в которых находятся гены, — которые открыты и активны, в то время как другие компактны и закрыты, как часть «ядерной архитектуры».

В текущем исследовании эксперименты подтвердили, что инфекция SARS-CoV-2 и иммунная реакция на нее снижают способность цепей ДНК в хромосомах, влияющих на формирование обонятельных рецепторов, быть открытыми и активными, а также закручиваться для активации. экспрессия генов. Как в ткани обонятельных нейронов хомяка, так и человека исследовательская группа обнаружила стойкое и широко распространенное подавление образования обонятельных рецепторов. Другая работа, опубликованная этими авторами, предполагает, что обонятельные нейроны подключены к чувствительным областям мозга и что продолжающиеся реакции иммунных клеток в носовой полости могут влиять на эмоции и способность ясно мыслить (познание), что соответствует длительному COVID.

Эксперименты на хомяках, проводившиеся с течением времени, показали, что подавление рецепторов обонятельных нейронов сохранялось после естественного восстановления краткосрочных изменений, которые могли повлиять на обоняние. Авторы говорят, что это говорит о том, что COVID-19 вызывает более продолжительное нарушение хромосомной регуляции экспрессии генов, представляя собой форму «ядерной памяти», которая может предотвратить восстановление транскрипции OR даже после того, как SARS-CoV-2 будет устранен.

На следующем этапе команда изучает, может ли лечение хомяков с длительным COVID стероидами сдерживать разрушительные иммунные реакции (воспаление) для защиты ядерной архитектуры.